降低機械設(shè)計的成本和風(fēng)險

　　概覽

　　激烈的全球化競爭給機械制造商帶來壓力，他們制造出的機器需要能提高產(chǎn)量，同時降低成本，并滿足更多類似的要求，如：提高生產(chǎn)力，提升效率，從而在競爭中脫 穎而出。因此，當(dāng)今的機械制造商已從僅制造單一功能的機器，轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計靈活高效的多功能機器，他們通過采用現(xiàn)代化控制系統(tǒng)配合復(fù)雜的運算并將高端電子產(chǎn)品 集成到他們的機械產(chǎn)品中。

　　機電一體化

　　機電一體化是一種綜合的工業(yè)技術(shù)，通過將最有效的開發(fā)實踐和技術(shù)融和到精簡設(shè)計、樣機研究和系統(tǒng)發(fā)布中，以此來提升整個設(shè)計過程。

　　Kevin Craig博士是倫斯勒理工學(xué)院機械工程教授，他認(rèn)為機電一體化作為工程的準(zhǔn)則，是機械工程、電子、控制工程和計算機的協(xié)同組合，在設(shè)計過程中相互交融。 它涉及了在從復(fù)雜決策到物理系統(tǒng)運作等多方面應(yīng)用。由于這些獨特的功能，機電一體化系統(tǒng)依賴于計算機軟件。這一規(guī)律導(dǎo)致了一個不斷發(fā)展的趨勢，由于設(shè)計變 得越加復(fù)雜，因此在不同設(shè)計團(tuán)隊間的合作越來越必要。

　　機電一體化開發(fā)方式的成功之道

　　機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢使得設(shè)計的復(fù)雜度陡增，迫使不同的設(shè)計團(tuán)隊一起工作。在一個機電一體化系統(tǒng)中，每個決策在整個設(shè)計中會產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。如果 機械團(tuán)隊決定改變材料，意味著改變了機械零件的重量，為了機器有效的運行，會需要對電機的尺寸，甚至是電機的類型做相應(yīng)的更改。將步進(jìn)電機更換為伺服電機 會大大增加運算控制的復(fù)雜性和對嵌入式系統(tǒng)運算處理性能的要求。在機械、電氣和控制工程師間，提高團(tuán)隊交流與和合作是十分重要的，而那些無縫合作工具，能 夠幫助工程師們在開發(fā)周期的各階段分享數(shù)據(jù)和信息，從而使合作和信息交流更為有效。

　　那些工具實現(xiàn)了虛擬樣機(也被稱作數(shù)字樣機)，能夠在從不同領(lǐng)域結(jié)合的仿真技術(shù)，即一個模型仿真完整的機器或設(shè)備。設(shè)計師可以在具化一個物理部件之 前，仿真其機械動力，其中包括質(zhì)量和摩擦效應(yīng)、循環(huán)次數(shù)和單個零件性能。在投入物理樣機的花費之前，一個虛擬機樣即可以預(yù)測和優(yōu)化設(shè)計，并且能評估不同設(shè) 計的研究和概念?；跈C電一體化的開發(fā)方式能降低機器設(shè)計的風(fēng)險、加快設(shè)計節(jié)奏、提高對客戶需求的認(rèn)知，并簡化調(diào)試排除故障的過程。因此機電一體化的方法 可以幫助機器制造商在第一時獲得最優(yōu)設(shè)計。